Robustní a spolehlivý model METOS^® meteorologické stanice používá již desítky let mnoho pěstitelů vína, jablek a zeleniny po celém světě.

V případě potřeby zavlažování doporučuje společnost Pessl Instruments také instalaci čidel půdní vlhkosti, která se prodávají pod označením METOS.^® značky, aby se ušetřila voda a náklady. METOS^® hardware je dodáván se softwarovým řešením pro sledování dat a rozhodovací procesy - Polní klima.

V tomto článku vám chceme představit nový doplněk systému Fieldclimate s názvem Farmview. Pomocí Farmview nabízíme uživatelům možnost spravovat pole a zóny plodin, vypočítat modely evapotranspirace, zobrazit nadcházející vodní stresy a řídit zavlažování pro danou plodinu v daných hranicích. Nástroj FarmView navíc umožňuje sledovat vliv zavlažování, počasí a půdní vlhkosti pomocí stacionárních a virtuálních stanic a také pomocí satelitních dat.

Zaměření na widgety a mapování

V aplikaci FarmView jsme vsadili na přehledové widgety a mapovací widgety, které umožňují zobrazovat, filtrovat a třídit pole. Jsme přesvědčeni, že tyto nástroje činí podporu rozhodování uživatelsky přívětivější. Po definování farmy, pole, pěstitelské zóny a jejich hranic se vám zobrazí stránka s přehledem všech pěstitelských zón/polí a jejich základních charakteristik. Odtud můžete snadno aktualizovat nebo mazat zóny plodin, filtrovat je a zjišťovat, které jsou aktivní a které ne.

Obrázek 1. Příklad stránky pro správu FarmView.

Widget spotřeby vody vám nabízí aktuální stav vody na vašich polích. Ten lze modelovat nebo měřit v závislosti na tom, jaké senzory jste na pole nainstalovali nebo jaké virtuální stanice jste zakoupili. Widget také nabízí možnost upřednostnit pole, která vyžadují vaši pozornost. Přiložená mapa zobrazuje hodnoty v prostoru.

Obrázek 2. Příklad widgetu FarmView zobrazujícího sumu půdní vlhkosti v mm a widgetu mapování zobrazujícího relativní PAW.

Sledování spotřeby vody v plodinách a podrobné rozhodování o zavlažování.

Nezávisle na tom, které senzory jste nainstalovali nebo které virtuální stanice jste si zakoupili, dokáže aplikace FarmView odpovědět na vaše otázky týkající se spotřeby vody v plodinách. Pomocí modulu FarmView Irrimet můžete pomocí jednoduchého modelu vodní bilance modelovat vlhkost pomocí svých dešťových a evapotranspiračních čidel METOS nebo virtuálních čidel. Pomocí nástrojů pro měření půdní vlhkosti v aplikaci FarmView změříte skutečnou vodu pomocí čidla půdní vlhkosti. Všechny výsledky lze zobrazit v mm vody nebo % vody dostupné rostlinám ( PAW). Pomocí mm máte možnost vidět skutečný deficit vody a snadno tak rozhodnout o potřebě vody pro zavlažování.

Pokud se rozhodnete zakoupit čidla půdní vlhkosti s více hloubkami, aplikace FarmView nabídne další možnost analyzovat každou hloubku zvlášť, opět v % nebo v mm. Další výhodou vlastnictví senzorů půdní vlhkosti je možnost sumarizace hloubek relevantních pro vaši plodinu v dané fázi růstu (obrázek 3).

Algoritmus bilancování vody využívá evapotranspiraci založenou na Penman-Montheithově metodě. Algoritmy jsou přehledné a dobře popsané v nápovědě k softwaru. videonávody.

Obrázek 3. Vlhkost půdy z více hloubkových senzorů (dole) a součet vlhkosti půdy (nahoře) jsou zobrazeny pro různé hloubkové stupně kořenů.

Kombinací výše uvedených nástrojů a vašich zkušeností rozhodnete o načasování a množství závlahy podle dané fáze plodiny. FarmView vás doprovází ještě dále - při zadávání a ukládání množství závlahy. Kalendář podobný Googlu nabízí funkce zadávání pro zavlažovací, pivotové, záplavové i kapkové technologie. Ty jsou pak okamžitě zohledněny ve výpočtech spotřeby vody pro plodiny.

Obrázek 4. Kalendář Irrimet umožňující zadávání pravidelných nebo jednorázových zavlažovacích událostí.

Průzkum pomocí satelitu

Abychom dále posílili funkce FarmView, rozhodli jsme se přijímat satelitní data pomocí Sinergse. Služby Sentinel-Hub. Začali jsme s optickými daty Sentinel-2 dostupnými po celém světě a podle budoucích požadavků jsme schopni přidat také data s vysokým rozlišením (např. Planet Lab) nebo mikrovlnná data pro sledování vlhkosti půdy.

Velkou výhodou družicových dat Sentinel-2 je nejen, jak je často inzerováno, vysoké prostorové rozlišení, ale také vysoký počet opakování. Některé oblasti světa dostávají snímky každý třetí den. Na základě těchto informací spolu s aktuálními a historickými údaji ze stanic METOS (např. pomocí kumulativního vegetačního stupně dne (AcGDD) nebo srážek) vám můžeme poskytnout odhady stádií plodin na základě umělé inteligence, které jsou potřebné při monitorování spotřeby vody v plodinách (jak je popsáno v předchozí kapitole). A naopak, můžeme posoudit typ povětrnostních podmínek během různých fází plodiny, zda bylo dosaženo dostatečného počtu GDD nebo jak mohlo počasí ovlivnit biomasu v různých letech.

Obrázek 5. Příklad časové řady biomasy na kukuřičném poli v roce 2020 (horní graf) spolu s výstupem vodní bilance (uprostřed) a kumulovanými vegetačními stupni a srážkami v různých fázích pěstování (dole). Očekává se, že kvalitní kukuřice dosáhne hodnot LAI až 6.

Dále jsou optická a středně infračervená data z družice Sentinel-2 z počátku sezóny použita při odběru vzorků pro naše senzory výživy - Mobilab a pro senzor vegetace - Dualex.

Další velkou výhodou dat Sentinel-2 je jejich vysoké prostorové rozlišení 10 m, které umožňuje zobrazovat mapy biomasy, vytvářet mapy managementu nebo aplikací a v neposlední řadě podporuje zjišťování vlivu extrémních povětrnostních jevů (např. mráz, krupobití, bouře) nebo topografie (obrázek 6). Stav biomasy je vhodné zkontrolovat před každou operací, pokud se jedná o postřik, zavlažování nebo sklizeň, a znovu několik dní poté. Husté časové řady v rozsáhlých oblastech světa umožňují studovat účinky během necelého týdne a umožňují včas jednat. Například zjištění velké části pole, kde se výsev nepodařil v důsledku teplotního nebo vlhkostního stresu, vás může motivovat k opětovnému výsevu. Další
Příkladem může být selhání zavlažovací techniky na těžko přístupném poli, které lze zjistit během několika dní jako anomálii v růstu vegetace sledované satelitem.

Obrázek 6. Kukuřičné pole ve střední Brazílii na přelomu března a dubna 2020. Snížení biomasy v severozápadní části pole je způsobeno erozí kopce. Pruhy odrážejí terasy vytvořené k zamezení úbytku vody.

ZÁVĚR a výhled do budoucna

Služba FarmView v rámci systému Fieldclimate kombinuje stávající hardware a software METOS® se satelitními daty a poskytuje vám komplexní systém monitorování vašich polí v prostoru a čase. Služba FarmView vám nabízí řadu inteligentních nástrojů a widgetů, které umožňují třídění vašich polí na základě činností potřebných pro setí, postřik, aplikaci hnojiv, sklizeň nebo jiné strategie řízení.

V tomto článku jsme představili moduly FarmView pro sledování spotřeby vody v plodinách - Irrimet a Půdní vlhkost - a produkty založené na družicových datech Sentinel-2. Naším dalším cílem je poskytnout výstupy v podobě mapových widgetů s barevnými schématy a poskytnout mapy odběru vzorků půdy a vegetace Sentinel-2. Další moduly FarmView budou představeny v roce 2021 a budou zahrnovat sledování chorob, mapování výživy a produkty založené na sledování.